为何在海王星之外没有特别大的天体
为何在海王星之外没有特别大的天体
在太阳系中,为何在海王星之外没有特别大的天体,有什么道理吗?事实上,万事皆有理,任何现象总是会有一定的道理,差异只是我们是否知道而已。
木星轨道以内,包括小行星带和类地行星都是不太大的岩石星球。木星与土星构成了两大高峰,然后是天王星与海王星个体也明显比类地行星大。而在海王星轨道之外,天体个体就明显小多了,虽然现在已经发现了几个类似冥王星的天体,但是都明显比地球小,甚至还没有月球大。为何会如此呢?
木星以内的五个轨道上,由于所拥有的空间比较小,其可以吸纳的物质范围比较小,形成的天体自然不会特别大。吸纳的物质范围比较小表现在两个方面;一是轨道周长比较小,这意味着在同样的条件下,轨道附近区域所具有的空间比较小。二是与附近天体的轨道间距较小,这进一步缩小了轨道附近的空间体积。导致天体所能吸纳的物质范围不大,也就难以发育成较大的天体了。
比如,水星距离太阳0.38天文单位,金星距离太阳是0.72天文单位,水星轨道到金星轨道的距离是0.34天文单位。地球距离太阳是1天文单位,地球轨道距离金星0.28天文单位。火星距离太阳1.52天文单位,地球轨道距离火星0.52天文单位。小行星带距离太阳2.17到3.64天文单位,火星距离小行星带的距离大致是1个天文单位。
木星距离太阳5.2天文单位,土星距离太阳9.54天文单位,二者相距离4.52天文单位。这个跨度比太阳到行星带的跨度还要明显大一些,几乎相当于水星轨道到木星轨道的跨度。其空间范围自然巨大,加上其周长是地球轨道周长的5.2倍,这意味着其可以吸纳物质的空间区域会是地球可以吸纳物质的空间的七八十倍。木星就是拥有地球318倍的质量,也是不足为奇的。
天王星距离太阳19.218天文单位,距离土地轨道9.678天文单位,土星与天王星轨道相距遥远,这意味着土星有着广阔的吸纳物质空间,质量仅次于木星也就顺理成章了。
海王星距离太阳30.06天文单位,与天王星轨道相距10.842天文单位。二者轨道之间相距遥远,可以吸纳的物质也较多,形成了质量较大的天体。
冥王星近日点29.657天文单位,远日点49.319天文单位,就是平均看,距离天王星还是较远的。这当然有利于天王星的发育。不过,冥王星质量却很不理想了,这是为何呢?看来是另一个影响因素在逐渐增强。距离太阳越远,受到太阳的引力作用就越小,环绕太阳的速度就越小,运行周期快速下降。这意味着这些天体的进化速度较慢,如果按照每环绕一周,算是一次进化机会的话,冥王星环绕太阳一周是366.73年,那么冥王星的进化速度只是地球的三百多分之一。是海王星进化速度的二分之一,不足土星进化速度的十二分之一,木星进化速度三十分之一。进化速度决定着吸纳物质的相对时间,进化速度越大,吸纳物质的相对时间可以认为越长。虽然各自的时间是一样长。
如果说太阳系现在已经诞生五十多亿年了,现在的冥王星相当于太阳系刚诞生一亿多年的木星。那时的木星就不会太大吧,就比现在小多了。
当然,冥王星与海王星差异不算大,为何却明显很小呢?原因应该是,二者的轨道有很大的重合性,冥王星的近日点比海王星轨道距离太阳还近。质量占优的海王星把属于冥王星轨道附近的物质吸纳了相当一部分,这导致冥王星可以吸纳的物质就不多了。个体自然就比较小了。由于质量不大,无法吸纳较多气体物质,因此,只能选择性地吸纳固态物质,这样挑食,当然不容易长大了。冥王星平均日距是39个天文单位。离海王星的轨道距离应该有些偏近,毕竟按照规则,距离太阳越远的天体,轨道间距就应该越大。
妊神星轨道倾角28.22°,轨道周期为283年,近日点约为35天文单位,远日点是51.5 天文单位,质量是冥王星质量的三分之一,
鸟神星轨道倾角28.96°,轨道周期约 310年,近日点38.5AU,远日点53 AU,质量4 × 10^21 kg,直径大约是冥王星的2/3,质量接近冥王星的三分之一。
阋神星轨道与黄道平面的夹角44度,公转周期559年,近日点为37.91 天文单位,远日点可能为97.65 天文单位,质量是地球的0.27%,是冥王星质量的127%。
这几个矮行星质量或轨道都很类似于冥王星,同属于柯依伯带天体。近日点是较为接近的,但冥王星确实是相对更近一些,轨道平面也更加接近黄道平面,相对来说,属于这四个矮行星中,最为规矩的一个。
不过,这四个矮行星,轨道相距确实较近,不符合太阳系八大行星的轨道变化趋势。即不符合轨道间距逐渐增大的趋势。这说明这四个矮行星及其区域的空间,天体运行进化还不成熟。毕竟,这里轨道运行周期较长,天体轨道进化速度较慢。如果给予更长时间,这里的天体数量会明显减少,其中冥王星、鸟神星、妊神星,三者轨道最为接近,具有碰撞聚合到一起的可能性。最终可以形成一个较大一些的行星。比如,再吸收一些其它天体,可以逐渐发育成一个大行星。甚至轨道比较靠外的阋神星也可以与之碰撞融合到一起。这需要漫长的时间,才有足够多的机会碰撞到一起。
看来,也许真的没有第九大行星了。毕竟冥王星轨道之外,天体运行缓慢,运行周期漫长,还没能发育出特别大的天体,达到行星级别的天体。但是,毫无疑问,会有很多类似矮行星这样的质量级别的天体,等待人们去发现。这些没有被发现的矮行星,或者说,没有发现的数量更为巨大的小型天体,其运行轨道会较为特殊,与黄道平面的夹角会较大,运行轨道的偏心率也会较大,甚至还有逆行的。距离太阳越远,天体的数量就越多,天体的个体质量就越小,天体的不规矩程度就越大。
